AI 바이러스 신속 진단기술 개발…송대섭 교수·나운성 박사 등 참여
국제적인 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 표지논문으로 게재
조류인플루엔자(AI) 바이러스의 병원성을 빠르고 명확하게 구분하는 기술이 개발됐다. 이번 연구 성과는 국제적인 학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 표지논문으로 8월 22일 게재됐다.
한국연구재단(이사장 노정혜)은 “함승주 교수(연세대학교)‧송대섭 교수(고려대학교) 연구팀이 바이러스가 감염되는 과정과 숙주세포를 모방한 나노입자를 응용해 고·저병원성 인플루엔자 바이러스를 신속하고 정확하게 감별하는 데 성공했다”고 22일 밝혔다.
고병원성 인플루엔자 바이러스는 조류에서 호흡기 질환을 일으키고, 사망률도 상당히 높다. 사람에게도 전파되며 사람 사망자도 발생시킨다. 신속한 방역을 위해 현장에서 병원성의 정도를 감별할 수 있는 빠르고 정확한 진단 시스템이 필요한 질병이다.
한국연구재단 측은 “현재 인플루엔자 바이러스 진단에 사용되는 유전자 증폭, 세포배양 등의 방법은 전문 인력과 장비가 필요하고 수 시간 이상 필요하므로 현장 검사가 불가능하며, 항원-항체 반응을 이용한 신속 진단 키트는 민감도가 떨어지는 한계가 있다”고 전했다.
이어 “연구팀은 바이러스의 세포 침투 과정을 응용해 숙주세포 모방형 나노입자를 개발했다”며 “특히 고/저병원성 바이러스가 특정 효소에 각각 다르게 반응하는 점에 착안해 이들을 구분할 수 있게 했고, 바이러스 감별 진단은 30분 이내에 가능하게 했다”고 강조했다.
고병원성 인플루엔자 바이러스는 퓨린과 트립신에 의해서, 저병원성 인플루엔자 바이러스는 트립신에 의해서 융합 펩티드가 활성화된다. 융합 펩티드가 활성화된 바이러스만 나노입자와 융합되어 형광이 나오게 되어, 고병원성 바이러스를 진단한다.
재단 측은 “특정 효소에 의해 바이러스의 융합 펩티드가 활성화되면, 나노입자와 바이러스가 융합하게 된다. 이때 발생하는 형광을 측정해 정확히 진단할 수 있다”고 설명했다.
또한 “트립신 효소를 처리하면 고/저병원성 바이러스 모두 활성화되는 반면, 퓨린 효소를 처리하면 고병원성 바이러스만 활성화된다. 이 차이를 이용하면 고/저병원성의 감별이 가능하다”고 덧붙였다.
함승주 교수는 “바이러스의 세포 감염 과정과 숙주세포 모방형 나노입자를 이용한 고/저병원성 인플루엔자 신속감별 원천기술”이라며, “현장에서 신속하고 고민감도로 고병원성 인플루엔자 바이러스 감별 진단이 이루어져 효과적인 현장대응이 가능해질 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.
이번 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 글로벌프런티어사업의 지원으로 수행됐으며, 국내 진단기기 개발 전문업체에 기술이전이 완료되어 상용화 단계에 있다.
한편, 연구에 참여한 송대섭 교수와 나운성 박사는 서울대학교 수의과대학을 졸업한 수의사로 현재 고려대학교 약학대학에서 활동 중이다.
연구팀은 고병원성 조류인플루엔자 바이러스의 확산을 조기에 막기 위해 신속‧정확한 감별 방법을 개발하려는 연구가 진행되고 있는 상황에서 고감도, 저비용, 현장용 신기술 개발의 필요성을 느끼고 차세대 진단 분야 기술 선점을 기대하며 연구를 시작한 것으로 알려졌다.
이번 연구를 표지논문으로 선정한 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈는 2017년 재료과학 분야 상위 4.6%, Impact Factor 13.325에 해당하는 정상급 국제학술지로 독일 와일리(Wiley) 그룹에서 발행한다.
